《Beverage Plant Research》：Gramineous Lolium perenne/Vulpia myuros intercropping improves tea growth and quality via habitat modification
编辑推荐：
茶是一种全球重要的经济作物，然而杂草侵扰严重损害了其生长与品质。为应对这一挑战，本研究评估了禾本科绿肥间作（单独或结合防草布覆盖）对微环境、土壤性质、茶树生长、品质及经济效益的影响。研究人员进行了一项田间试验，设置六个处理组：对照组（CK）、覆盖组（M）、黑麦
茶是一种全球重要的经济作物，然而杂草侵扰严重损害了其生长与品质。为应对这一挑战，本研究评估了禾本科绿肥间作（单独或结合防草布覆盖）对微环境、土壤性质、茶树生长、品质及经济效益的影响。研究人员进行了一项田间试验，设置六个处理组：对照组（CK）、覆盖组（M）、黑麦草（Lolium perenne）间作组（LP）、黑麦草间作加覆盖组（LP-M）、鼠茅草（Vulpia myuros）间作组（VM）和鼠茅草间作加覆盖组（VM-M）。研究人员监测并分析了关键参数。结果表明，间作有效抑制了杂草生长，调节了小气候，使行间土壤温度降低3.44–7.44 °C，冠层气温降低0.66–2.50 °C，同时使冠层相对湿度增加2.92%–20.87%。组合处理协同累积了土壤养分：VM-M处理使土壤有机质（SOM）增加15.63%，LP-M处理使全氮（TN）升高42.22%，速效钾（AK）升高49.22%。在植物生长方面，LP和VM均显著增加了茶树株高。在茶叶品质方面，VM处理使游离氨基酸（AA）含量增加12.03%，同时使茶多酚（TP）总量降低8.88%；所有间作/覆盖处理均降低了茶多酚、酯型儿茶素和咖啡因含量。在经济性方面，LP处理通过降低除草成本和产生干草附加收入，实现了净投入成本的最大降幅。本研究表明，禾本科绿肥间作，特别是与覆盖相结合，能有效抑制杂草、改善茶园生境、维持土壤肥力、降低投入成本并促进茶树生长与品质提升——为茶叶生产提供了一种可持续的杂草管理方案。
论文解读文章
1. 研究背景与目的
茶是全球重要的经济作物，但茶园中的杂草侵害会与茶树竞争水分、养分和光照，严重制约茶树生长发育并降低茶叶品质。传统的杂草管理方式，如人工除草和化学除草剂，分别存在劳动强度大、成本高昂，以及导致杂草抗药性和农药残留等生态与食品安全风险。因此，发展基于生态学原理的杂草管理策略，尤其是间作系统，对于茶产业的可持续发展至关重要。尽管豆科绿肥间作已被广泛应用，但禾本科绿肥因其生长迅速、生物量大，在杂草抑制和土壤改良方面展现出潜力。然而，禾本科绿肥间作存在一个关键挑战：为避免与茶树竞争养分，通常将其种植在施肥沟外，导致作为茶树主要养分吸收区的施肥沟仍易受杂草侵扰和养分淋溶。为解决此问题，研究人员提出将禾本科绿肥间作与防草布覆盖相结合的设想，但两者协同效应尚不明确。因此，本研究旨在系统评估不同禾本科绿肥间作策略（单独或结合覆盖）对茶园生态系统的影响，以确定最有效且可持续的杂草控制策略，为茶园生态杂草管理的优化提供理论依据。
2. 研究方法概述
本研究于2022年10月至2023年6月在江苏省农业科学院（位于亚热带季风气候区）的茶园中进行。研究对象为三年生的‘龙井43’茶树。实验设置了六个处理组：清耕对照（CK）、防草布覆盖（M）、黑麦草间作（LP）、黑麦草间作+覆盖（LP-M）、鼠茅草间作（VM）、鼠茅草间作+覆盖（VM-M）。研究人员采用了多项关键技术方法：
- •
田间试验设计与处理：在茶树行间播种黑麦草或鼠茅草，并在LP-M和VM-M处理中，于茶树两侧各30-40厘米宽的空白区域铺设防草布。
- •
茶园生境监测：利用SMART土壤温湿度检测仪和数字温湿度计，分别在绿肥旺盛生长期（T1）和枯萎期（T2）测定行间及施肥沟的土壤温湿度、冠层空气温湿度。
- •
植物生长与品质检测：测量绿肥和茶树的农艺性状（如株高、生物量）。依据国家标准方法（如GB/T 8314-2013）测定茶鲜叶（一芽一叶）中茶多酚（TP）、游离氨基酸（AA）、水浸出物、咖啡因及儿茶素组分含量。
- •
土壤理化性质测定：采集施肥沟0-20 cm土层样品，参照《土壤农业化学分析方法》测定土壤含水量、容重、pH值、电导率（EC）、有机质（SOM）、全氮（TN）、速效磷（AP）和速效钾（AK）等指标。
- •
数据分析：采用单因素方差分析（ANOVA）和双因素方差分析检验处理间差异及交互作用，并使用Pearson相关性分析探究各参数间的关联。
3. 研究结果
3.1 不同杂草防控处理对杂草抑制和植物生长的影响
研究发现，与CK相比，所有间作和覆盖处理均有效抑制了杂草生长。其中，LP-M和VM-M组合处理由于绿肥和防草布的协同作用，实现了最佳的杂草控制效果。在植物生长方面，LP、LP-M和VM处理均显著增加了茶树株高（分别比CK增加45.97%、29.03%和45.17%）。
3.2 不同杂草防控处理对茶园生境的影响
在绿肥旺盛生长期（T1），与CK和M相比，所有间作处理（LP、LP-M、VM、VM-M）均显著降低了行间土壤温度（6.34–7.44 °C）、施肥沟土壤温度（3.90–5.04 °C）和冠层空气温度（LP-M、VM、VM-M降低2.27–2.50 °C），并提高了冠层空气湿度。双因素方差分析表明，绿肥间作是引起茶园生境参数变化的主要驱动因素。
3.3 不同杂草防控处理对土壤理化性质的影响
与CK相比，所有间作处理均降低了土壤含水量。除LP外，其他处理均显著降低了土壤pH值。在土壤养分方面，VM-M处理显著增加了SOM（15.60%）；M、LP-M和VM-M处理显著增加了TN（分别为19.26%、42.22%和37.78%）；LP-M处理显著增加了AP（13.15%）和AK（49.22%）。相反，单独LP处理则显著降低了SOM、TN和AP含量。这表明，组合处理（LP-M、VM-M）能有效缓解单独间作带来的养分竞争，实现土壤养分的协同累积。
3.4 不同杂草防控处理对茶芽品质的影响
与CK相比，所有处理均降低了TP含量。M和VM处理显著增加了AA含量（分别提高7.88%和12.03%），而LP处理则降低了AA含量。VM处理显著降低了TP/AA比值（比CK低18.73%）。此外，所有间作/覆盖处理普遍降低了咖啡因和酯型儿茶素（EGCG、ECG）的含量。这些变化有利于改善绿茶的口感（降低苦涩味）并满足市场对低咖啡因产品的需求。
3.5 不同杂草防控处理对经济效益的影响
在所有处理中，CK的总投入最高（30,000 CNY/ha），主要源于高昂的除草成本。LP处理的净投入最低（-4,900 CNY/ha），甚至实现盈利，这得益于其较低的种子成本和销售干草的附加收入。与CK相比，LP和LP-M分别减少了34,900和25,600 CNY/ha的净投入，经济效益显著。
4. 讨论与结论
讨论部分指出，禾本科绿肥间作通过形成地表覆盖，减少太阳直射，从而降低土壤和冠层温度、增加湿度，优化了茶园小气候。这种生境调节作用是绿肥间作而非覆盖措施主导的。在土壤性质方面，单独间作可能导致养分竞争，但结合防草布覆盖后，防草布物理阻断了绿肥根系向施肥沟的延伸，改变了根际分布和养分竞争格局，同时改善了施肥沟的微环境，促进了养分矿化并减少了淋溶，从而实现了养分的协同累积。对于茶叶品质，所有处理均降低了导致苦涩味的TP、酯型儿茶素和咖啡因含量，而VM处理通过提高AA含量和降低TP/AA比值，显著改善了茶叶的鲜爽度。研究还强调了两种绿肥的适用性差异：黑麦草（L. perenne）更适用于追求经济效益的茶园，而鼠茅草（V. myuros）则更适合注重高品质绿茶生产的茶园。
结论部分翻译如下：本研究评估了禾本科绿肥间作（单独或结合防草布覆盖）对茶园生态系统的影响。与黑麦草（L. perenne）和鼠茅草（V. myuros）间作——特别是在结合覆盖的情况下——能有效抑制杂草，并通过降低土壤和冠层温度、增加冠层湿度来优化生境。组合处理（LP-M、VM-M）对土壤养分累积表现出显著的协同效应，有效缓解了单独间作系统中观察到的养分竞争。所有间作/覆盖处理均通过降低茶多酚（TP）、酯型儿茶素和咖啡因含量来减轻茶叶的涩味；其中，VM处理增加了游离氨基酸（AA）含量并降低了TP/AA比值以改善口感，而LP处理则实现了最大的净投入降低。总之，禾本科绿肥间作，特别是与覆盖相结合的综合模式，为茶叶生产提供了一种可持续的杂草管理解决方案，其中鼠茅草（V. myuros）适合用于品质改良，而黑麦草（L. perenne）则适合用于经济效益提升。未来的研究应优化其在各地区和品种间的适用性。
